随机结构生态系统的稳定性研究

发布时间：2021-10-28 23:37

　　不同物种如何保持长期共存是生态系统研究领域的一个基本问题。在20世纪70年代以前,生态学家认为物种多样性能够促进生态系统的稳定。不足之处在于,这种观点的建立是基于对简化的陆生群落中物种数量变化的观测,而非基于对不同生态系统的观测。1972年,May利用局域稳定性分析和随机矩阵理论证明增加生态系统的复杂性会降低其稳定性。这里所谓的生态系统复杂性涉及三个方面:物种个数（N）,种间相互作用的概率（P1）和平均相互作用强度（O）。事实上,真实生态系统的复杂性还表现为种间关系的多样性,如竞争、合作及捕食等。对此已有的研究成果大都假设系统只有一类种间关系以及假设不同物种稳定共存时具有相同的种群密度,这显然是与实际不符的。本文将忽略以上非生态学假设,采用局域稳定性分析方法与持久性分析方法,在不同的种群密度下计算种间相互作用的概率和平均相互作用强度,以及种间关系的多样性对系统稳定性的影响。结果发现:在种间相互作用概率一定的情况下,满足局域稳定性条件和持久性条件的概率都将随着平均相互作用强度的增加而降低,既种群生态系统的稳定性将会降低;在平均相互作用强度一定的情况下,随着种间相互作用概率的增加,种群生态... 

【文章来源】：陕西师范大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：49 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１合作相互作用所占一定比例的生物种群的演化过程

?１０００?ｔ?１００００?１０００００??图２－１合作相互作用所占一定比例的生物种群的演化过程。种间相互作用概率＆?＝?０％，??平均相互作用强度ｃ?＝?０．０５，物种数量＃?＝?１０，合作相互作用所占比例；＝０．７。??Ｆｉｇ．?２－１?Ｔｈｅ?ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ?ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ?ｗｉｔｈ?ａ?ｃｅｒｔａｉｎ?ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ??ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ?ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ．?Ｔｈｅ?ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ?ｏｆ?ｉｎｔｅｒｓｐｅｃｉｅｓ?ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ?ｉｓ?ｐ０?＝?０％，?ｔｈｅ?ｍｅａｎ?ｓｔｒｅｎｇｔｈ?ｏｆ??ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ?ｉｓ?ｃｒ?＝?０．０５，ｔｈｅ?ｎｕｍｂｅｒ?ｏｆ?ｓｐｅｃｉｅｓ?ｉｓ?ｊＶ?＝?１０，ｔｈｅ?ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ??ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ?ｉｓ?ｐ＋?＝?０．７?．??１．２－，???０．０?—??１０００?ｔ?１００００?１０００００??图２－２捕食者与食饵相互作用所占一定比例的生物种群的演化过程。种间相互作用概率??ｐＱ＝〇％

?ｗｈｅｎｃｒ?＝?０．２?．Ｉｎ?ｔｈｅ?ｆｉｇｕｒｅ?ａ?ａｎｄ?ｂ，?ｐ０?＝?０．０，０．２，０．４?ｉｓ?ｆｒｏｍ?ｔｏｐ?ｔｏ?ｂｏｔｔｏｍ．?Ｔｈｅ?ｓｔａｂｉｌｉｔｙ??ｆｒｏｍ?ｌｏｗ?ｔｏ?ｈｉｇｈ?ｉｓ?ｉｎｄｉｃａｔｅｄ?ｂｙ?ｂｌｕｅ?ｔｏ?ｒｅｄ?ｉｎ?ｆｉｇｕｒｅｓ?ａ?ａｎｄ?ｂ．??图２－３给出在ｃｒ?＝?０．２的平均相互作用强度与不同种间相互作用概率的情况下，??在纯竞争生态网络中逐渐增加捕食者与食饵相互关系和合作相互关系，在增加的??过程中，从图中可以发现：??⑴在平均相互作用强度一定的情况下，随着种间相互作用概率的增大，稳定??概率ｐ和期望值＜＆?＞的变化不太明显。??＇?⑵如果是纯竞争网络，既选取变化一对非对角元＜１，４）与ａ（４，ｌ）的关系是竞争??相互作用，如果ａ（ｌ，４）与＜４，１）的数值越小，稳定概率ｐ越大，以及期望值＜＆＞越??小，种群系统越稳定，反之，则稳定概率Ｐ越小，以及期望值＜ｒ？＞越大，种群系??统越不稳定；如果在纯竞争网络中增加合作相互作用，既＜１，４）与＜４，１）的相互关??系是合作相互作用

【参考文献】：
期刊论文
[1]捕食被捕食三种群系统平衡点稳定性的分析[J]. 林琳,雒志学.  兰州交通大学学报. 2007(01)
[2]具有Michaelis-Menten响应函数的3种群捕食模型[J]. 张群英,周桦,侯燕,林支桂.  扬州大学学报(自然科学版). 2004(02)



本文编号：3463528